慶歷元年（1041年）春，李元昊在伺機攻宋前，向宋軍詐和，被韓琦識破。他命令諸將嚴加防守。

二月，李元昊率十萬大軍進攻渭州（今甘肅平涼），直逼懷遠城（今寧夏固原西）。韓琦聞訊，急派大將任福領兵一萬八千人，以桑懌為先鋒，前往抵禦，進行阻擊。行前，韓琦向任福面授機宜，命令他們繞到夏軍背後，可戰則戰，不可戰則據險設伏，截其歸路，並再三叮囑：「如果違命，即使有功，也將定罪處斬。」

任福在張家堡南小捷，於是貪功輕進。夏軍佯敗退走，沿途遺棄不少物資，宋軍不知是計，輕裝猛追至渭州以北的好水川（今寧夏隆德西）。當時，夏軍在好水川裡邊放了幾個木盒子，宋軍只聽盒子裡有鳥叫聲，不敢輕動。任福到時，命令打開，只見一百多隻鴿子飛躍而出，盤旋在宋軍上空。這正是西夏軍隊發出的合擊信號。宋軍正在驚疑之時，夏軍已從四面合圍。宋軍人馬三日乏食，疲憊不堪，奮戰後仍遭遇大敗，包括任福在內的將卒六千餘人陣亡（將校軍官死亡數百人）。

韓琦聞訊後，立即下令退軍，在半路中，陣亡將士的父兄、妻子數千人，號泣在他的馬首前，拿著舊衣、紙錢招魂，哭道：「你從前跟隨招討（指韓琦）出征，如今招討回來而你死了，你的魂識也能跟著招討回來嗎？」當時哀慟之聲響徹天地，韓琦掩泣駐馬，不能行進。宋軍兵敗好水川，雖不是韓琦親自指揮，但貿然出兵，用人不當，也難辭其咎。

戰後，宋廷追究敗軍之責，撤去了夏竦的職務，韓琦、范仲淹也被調職他用。韓琦降為右司諫、知秦州，范仲淹降為戶部員外郎、知耀州（今陝西耀縣）。十月，宋廷分陝西為秦鳳、涇原、環慶、鄜延四路，各自設置帥臣，其中韓琦兼任本路馬步軍都部署、經略安撫緣邊招討使。

慶歷二年（1042年）四月，朝廷為四路帥臣換職為觀察使，范仲淹等三人均不肯接受，只有韓琦同意受任秦州觀察使。閏九月，宋軍又大敗於定川寨（今寧夏固原西北），大將葛懷敏戰死，主持涇原路軍務的王沿被降職他調。十一月，朝廷命韓琦恢復舊職，任陝西四路經略安撫、招討使，與范仲淹屯駐涇州（今甘肅涇川），共守西陲。

當時在陝西的東兵自禁軍宿衛而來，不耐勞苦，韓琦奏請增添土兵代其戍守，又築德順軍，以作為蕭關、嗚沙道路的屏障。

自好水川敗後，韓琦始信服范仲淹守議，兩人同心協力，互相聲援。由於兩人守邊疆時間最長，又名重一時，人心歸服，深為朝廷倚信，故天下人稱為「韓、范」。